多媒体数据描述-课件

第3章多媒体技术MULTIMEDIATECHNOLOGY第3章多媒体技术MULTIMEDIATECHNOLOGY13.1静态图像文件3.1.1图形与图像3.1.2数据格式3.1.3单色图像描述3.1.4彩色图像描述3.2动态图像文件3.2.1视频模拟描述

第3章多媒体数据描述3.2.2视频数字描述3.2.3AVI文件描述3.2.4FLI/FLC文件描述3.2.5其他文件描述3.3声音文件3.3.1WAV文件描述3.3.2MIDI文件描述3.1静态图像文件第3章多媒体数据描述3.2.23.13.1.1图形与图像●静态图像文件●图形（graphics）：在载体上以几何线条和几何符号等反映事物各类特征和变化规律的表达形式。

图像（picture;image）：一般指自然界中的客观景物通过某种系统的映射，使人们产生数据感受。

在计算机科学中，图像是从现实世界中通过扫描仪、数码相机等设备获取的。图形是一般指用计算机绘制的画面，如直线、圆、圆弧、任意曲线和图表等。3.13.1.1图形与图像●静态图像文件●图形（grap33.13.1.1图形与图像●静态图像文件●图形：由数学公式表达的线条所构成；线条非常光滑流畅，放大图形，其线条依然可以保持良好的光滑性及比例相似性，图形整体不变形；占用空间较小(保存算法和特征点)。它最大的优点就是容易进行移动、压缩、旋转和扭曲等变换，主要用于表示线框型的图画、工程制图、美术字等。常用的矢量绘图软件AutoCAD,CorelDraw,Illustrator,Freehand等。

图像是由像素点组合而成；色彩丰富、过渡自然；保存时计算机需记录每个像素点的位置和颜色，所以图像像素点越多（分辨率高），图像越清晰，文件就越大。缺点：体积一般较大；放大图形不能增加图形的点数，可以看到不光滑边缘和明显颗粒，质量不容易得到保证。常用的位图软件有Photoshop,Cool3D,Painter,Firework等3.13.1.1图形与图像●静态图像文件●图形：由数学公43.13.1.1图形与图像静态图像文件区别：

一、存储方式的区别：图形存储的是画图的函数，只保存算法和特征点；图像存储的则是像素的位置信息和颜色信息以及灰度信息。

二、缩放的区别：图形在进行缩放时不会失真，可以适应不同的分辨率；图像放大时会失真，可以看到整个图像是由很多像素组合而成的。

三、处理方式的区别：对图形，我们可以旋转、扭曲、拉伸等等；而对图像，我们可以进行对比度增强、边缘检测等等。

四、算法的区别：对图形，我们可以用几何算法来处理；对图像，我们可以用滤波、统计的算法。

五、图形不是主观存在的，是我们根据客观事物而主观形成的；图像则是对客观事物的真实描述。

3.13.1.1图形与图像静态图像文件区别：

一、存储方53.13.1.2数据格式●——Bitmap，Microsoft公司开发，用于Windows环境●使用要点(1)用于表现打印、显示用图像(2)不适于网络传送(3)不适于提供印刷文件●特点(1)扩展名采用“.bmp”(2)文件描述单一(静止)图像(3)彩色模式:24~232(4)调色板RGB数据顺序反向排列(5)以图像左下角为起点排列数据(6)一般采用非压缩数据格式静态图像文件BMP格式3.13.1.2数据格式●——Bitmap，Micro6TIFF格式3.1.2数据格式TagImageFileFormat，Aldus公司开发，用于精确描述图像的场合●使用要点(1)平面设计作品的最佳表现形式(2)用于提供印刷文件(3)不适于网络传送●特点(1)扩展名采用“.tif”(2)文件描述单一(静止)图像(3)彩色模式:21(单色)

~232(4)支持多平台(PC&Macintosh)(5)可采用多种压缩数据格式●TIFF格式3.1.2数据格式TagImageFile7TGA格式3.1.2数据格式●TagaImageFormat，Truevision公司开发，用于屏显和动画帧显示●使用要点(1)用于表现影视广播级动画的帧(2)不适于保存高质量印刷文件(3)不适于网络传送●特点(1)扩展名采用“.tga”(2)文件描述单一(静止)图像(3)彩色模式:20(1色)

~232(显示模式依赖显示卡)(4)图像分辨率固定为96dpiTGA格式3.1.2数据格式●TagaImageForm8GIF格式3.1.2数据格式●GraphicsInterchangeFormat,

CompuServe公司开发,用于屏显和网络●使用要点(1)用于屏幕显示图像和电脑动画(2)用于网络传送(3)不适于保存高质量印刷文件●特点(1)扩展名采用“.gif”(2)具有87a、89a两种格式87a——描述单一(静止)图像89a——描述多帧图像(3)彩色模式:28(256色)，分辨率96dpi(4)采用改进的LZW压缩算法GIF格式3.1.2数据格式●GraphicsInterc9JPEG格式3.1.2数据格式●JointPhotographicExpertsGroup，联合专家小组开发，用于彩色图像的存储和网络传送●使用要点(1)用于保存表现自然景观的图像(2)用于网络传送(3)不适于表现有明显边界的图形(4)不适用于高质量印刷文件●特点(1)扩展名采用“.jpg”(2)采用有损压缩编码形式，数据量小(3)彩色模式:232(真彩色)(4)经解压缩，方可显示图像，显示速度慢JPEG格式3.1.2数据格式●JointPhotogra10单色图像描述3.1.3●单色图像——色族单一的图像，但并非只有一种颜色的图像单色图像“二值”图像只有黑、白两色简单形式“灰度”图像具有256级灰度复杂形式单色图像用途●简单形式：文本显示、木刻、版画效果的图像●复杂形式：书籍用图片、报纸用图片●TGA、JPG、TIF、PCX等单色图像格式单色图像描述3.1.3●单色图像——色族单一的图像，但11彩色图像描述3.1.4●

RGB——红、绿、蓝

R

G

BR

G

BR数组—8bit表示(256阶梯)G数组—8bit表示(256阶梯)B数组—8bit表示(256阶梯)最大表示：28×28×28=224=16777216(16.7M)彩色图像描述3.1.4●RGB——红、绿、蓝12彩色图像描述3.1.4●

CMYK青、品红、黄、黑C

KM

YC

M

YKC数组—8bit表示(256阶梯)M数组—8bit表示(256阶梯)Y数组—8bit表示(256阶梯)K数组—8bit表示(256阶梯)最大表示：28×28×28×28=232=4294967296(4294M)彩色图像描述3.1.4●CMYK青、品红、黄、黑13动态图像文件3.2动态图像由多幅连续的图像序列构成，图像沿时间轴以Δt的间隔排列。当Δt≤视觉滞留时间时，就会产生动感。动态图像的数据量非常大，通常采用压缩代码存储。●动态原理●动态图像的特点1)具有时间上的连续性。2)具有时间上的延续性。3)具有帧之间的相关性。4)具有强烈的实时性。组合位图数据调色盘数据速度参数压缩算法●

动态图像文件构成动态图像文件3.2动态图像由多幅连续的图像序列构●动态原理14动态图像的技术参数●

帧速度——帧的切换速度[1]NTSC制30Frame/s[2]PAL制25Frame/s●●

数据量相关因素：[1]画面几何尺寸。[2]颜色数量。[3]采用的压缩算法。●

图像质量相关因素——位图的颜色与分辨率，过分的数据压缩将影响图像质量。Frame1#Frame2#……动态图像的技术参数●帧速度●●数据量●图像质量Fram15视频模拟描述3.2.1视频模拟信号——采用模拟方式记录的视频信号，常采用磁介质储存。●

优点：成本低、图像还原好、易于携带。●

缺点：随着时间的推移，信号强度逐渐衰减，质量下降、色彩失真。3.2.2视频数字描述●

视频数字信号——采用数字方式描述的信号，可模/数互相转换。1)播放速度为每秒25帧。2)具有逆向性，可倒序播放。3)保存时间长，可无失真复制，无信号衰减问题。4)可利用计算机制作特殊效果，如三维动画、变形动画等。5)可以采用成本低、容量大的激光盘存储介质。6)如果需要，可以把数字信号转换成模拟信号，记录在录像带上。●

特点视频模拟描述3.2.1视频模拟信号——采用模拟方式记录的16AVI文件描述3.2.3AVI(AudioVideoInterleave)音频视频交互●AVI格式的文件不需要专门的硬件支持就能播放和存储，可把视频信号和音频信号同时保存在文件中。●采用320×240的显示尺寸，扩展名为“.avi”。●利用视频编辑软件，可以进行剪辑、合成、配解说词等多种编辑。●PowerPoint可以播放AVI视频图像。利用高级程序设计语言，可定义、调用和播放AVI视频文件。AVI文件描述3.2.3AVI(AudioVideoI17FLI/FLC文件描述3.2.4●FLI和FLC是英文Flicks的不同缩写形式，意为“电影”。●Autodesk公司开发的文件格式，用于存储一组位图图像。FLI格式——早期动画文件格式，扩展名为“.fli”。FLC格式——现用动画文件格式，扩展名为“.flc”。●FLC格式采用帧与帧之间求差的算法以及运算长度压缩算法进行数据的压缩和解压缩。FLC格式的动画●特点：画面尺寸随意、数据量小、实时性好、动画演播平稳等。FLC格式不支持同步声音。FLI/FLC文件描述3.2.4●FLI和FLC是英文Fl18其他文件描述3.2.5SWF文件由Flash软件产生，主要用于国际互联网。该文件可记录矢量动画、帧动画和声音。画面尺寸随意，但受到网络带宽的影响，通常采用较小画面，以便减少数据量，提高网络传输速度。1．SWF格式动画文件3．EXE格式可执行文件Flash软件可产生该文件格式，用来记录动画，可不借助播放器进行播放，非常方便。其实，Flash动画制作软件在生成EXE格式的动画时，已经把播放器以及各种软件环境都集成在该格式的动画文件中，其数据量比单纯的动画大一些。可记录多帧画面。特点：数据量小、易于制作，广泛用于国际互联网，不能承载声音。2．GIF格式动画文件其他文件描述3.2.5SWF文件由Flash软件产生，主要用19声音文件3.3●什么是声音声音是随时间连续变化的物理量，并且是一种能借助介质传播的波。次声波20～20000Hz≤20Hz≥20000Hz人耳可听域超声波声音文件3.3●什么是声音声音是随时间连续变化的物理量，并20WAV文件描述3.3.1●WAV——Wave，波形音频文件(.wav)WAV文件特点：[1]真实记录自然声波形。[2]基本无数据压缩。[3]数据量大。●影响数据量的因素1)采样频率。2)采样精度。3)声道形式。通常使用三个参数来表示声音，量化位数，取样频率和声道数。声道有单声道和立体声之分，取样频率一般有11025Hz(11kHz)，22050Hz(22kHz)和44100Hz(44kHz)三种，不过尽管音质出色，但在压缩后的文件体积过大！相对其他音频格式而言是一个缺点，其文件大小的计算方式为：WAV格式文件所占容量(KB)=(取样频率X量化位数X声道)X时间/8(字节=8bit)每一分钟WAV格式的音频文件的大小为10MB，其大小不随音量大小及清晰度的变化而变化。STOP●WAV音频试听WAV文件描述3.3.1●WAV——Wave，波形音频21MIDI文件描述3.3.2●MIDI——MusicalInstrumentDigitalInterface，乐器数字化接口文件(.mid)MIDI文件特点：[1]记录音符、时值、通道。[2]使用电子键盘乐器。[3]数据量小。STOP●MIDI音频试听MIDI适配器输出MIDI文件描述3.3.2●MIDI——Musical22小结第3章多媒体数据描述●3.1静态图像文件3.1.1数据格式3.1.2单色图像描述3.1.3彩色图像描述3.2动态图像文件3.2.1视频模拟描述3.2.2视频数字描述3.2.3AVI文件描述3.2.4FLI/FLC文件描述3.2.5其他文件描述3.3声音文件3.3.1WAV文件描述3.3.2MIDI文件描述小结第3章多媒体数据描述●3.1静态图像文件323●习题四3.1列举几种常用的静态图像文件格式，它们具有什么特点？3.2真彩色图像的颜色数量有多少？3.3用于显示和打印的图像采用几种基色？3.4用于印刷的图像采用几种基色？3.5动态图像的动感是怎样实现的？3.6动态图像具有哪些特点？3.7什么是声音?3.8音频文件的数据量与哪些因素有关？3.9人耳的可听域有多大？3.10WAV格式的文件与MIDI格式的文件有什么不同？3.11为什么多媒体产品中经常使用WAV格式的文件？●习题四3.1列举几种常用的静态图像文件格式，它们具有什24第3章多媒体技术MULTIMEDIATECHNOLOGY第3章多媒体技术MULTIMEDIATECHNOLOGY253.1静态图像文件3.1.1图形与图像3.1.2数据格式3.1.3单色图像描述3.1.4彩色图像描述3.2动态图像文件3.2.1视频模拟描述

第3章多媒体数据描述3.2.2视频数字描述3.2.3AVI文件描述3.2.4FLI/FLC文件描述3.2.5其他文件描述3.3声音文件3.3.1WAV文件描述3.3.2MIDI文件描述3.1静态图像文件第3章多媒体数据描述3.2.263.13.1.1图形与图像●静态图像文件●图形（graphics）：在载体上以几何线条和几何符号等反映事物各类特征和变化规律的表达形式。

图像（picture;image）：一般指自然界中的客观景物通过某种系统的映射，使人们产生数据感受。

在计算机科学中，图像是从现实世界中通过扫描仪、数码相机等设备获取的。图形是一般指用计算机绘制的画面，如直线、圆、圆弧、任意曲线和图表等。3.13.1.1图形与图像●静态图像文件●图形（grap273.13.1.1图形与图像●静态图像文件●图形：由数学公式表达的线条所构成；线条非常光滑流畅，放大图形，其线条依然可以保持良好的光滑性及比例相似性，图形整体不变形；占用空间较小(保存算法和特征点)。它最大的优点就是容易进行移动、压缩、旋转和扭曲等变换，主要用于表示线框型的图画、工程制图、美术字等。常用的矢量绘图软件AutoCAD,CorelDraw,Illustrator,Freehand等。

图像是由像素点组合而成；色彩丰富、过渡自然；保存时计算机需记录每个像素点的位置和颜色，所以图像像素点越多（分辨率高），图像越清晰，文件就越大。缺点：体积一般较大；放大图形不能增加图形的点数，可以看到不光滑边缘和明显颗粒，质量不容易得到保证。常用的位图软件有Photoshop,Cool3D,Painter,Firework等3.13.1.1图形与图像●静态图像文件●图形：由数学公283.13.1.1图形与图像静态图像文件区别：

一、存储方式的区别：图形存储的是画图的函数，只保存算法和特征点；图像存储的则是像素的位置信息和颜色信息以及灰度信息。

二、缩放的区别：图形在进行缩放时不会失真，可以适应不同的分辨率；图像放大时会失真，可以看到整个图像是由很多像素组合而成的。

三、处理方式的区别：对图形，我们可以旋转、扭曲、拉伸等等；而对图像，我们可以进行对比度增强、边缘检测等等。

四、算法的区别：对图形，我们可以用几何算法来处理；对图像，我们可以用滤波、统计的算法。

五、图形不是主观存在的，是我们根据客观事物而主观形成的；图像则是对客观事物的真实描述。

3.13.1.1图形与图像静态图像文件区别：

一、存储方293.13.1.2数据格式●——Bitmap，Microsoft公司开发，用于Windows环境●使用要点(1)用于表现打印、显示用图像(2)不适于网络传送(3)不适于提供印刷文件●特点(1)扩展名采用“.bmp”(2)文件描述单一(静止)图像(3)彩色模式:24~232(4)调色板RGB数据顺序反向排列(5)以图像左下角为起点排列数据(6)一般采用非压缩数据格式静态图像文件BMP格式3.13.1.2数据格式●——Bitmap，Micro30TIFF格式3.1.2数据格式TagImageFileFormat，Aldus公司开发，用于精确描述图像的场合●使用要点(1)平面设计作品的最佳表现形式(2)用于提供印刷文件(3)不适于网络传送●特点(1)扩展名采用“.tif”(2)文件描述单一(静止)图像(3)彩色模式:21(单色)

~232(4)支持多平台(PC&Macintosh)(5)可采用多种压缩数据格式●TIFF格式3.1.2数据格式TagImageFile31TGA格式3.1.2数据格式●TagaImageFormat，Truevision公司开发，用于屏显和动画帧显示●使用要点(1)用于表现影视广播级动画的帧(2)不适于保存高质量印刷文件(3)不适于网络传送●特点(1)扩展名采用“.tga”(2)文件描述单一(静止)图像(3)彩色模式:20(1色)

~232(显示模式依赖显示卡)(4)图像分辨率固定为96dpiTGA格式3.1.2数据格式●TagaImageForm32GIF格式3.1.2数据格式●GraphicsInterchangeFormat,

CompuServe公司开发,用于屏显和网络●使用要点(1)用于屏幕显示图像和电脑动画(2)用于网络传送(3)不适于保存高质量印刷文件●特点(1)扩展名采用“.gif”(2)具有87a、89a两种格式87a——描述单一(静止)图像89a——描述多帧图像(3)彩色模式:28(256色)，分辨率96dpi(4)采用改进的LZW压缩算法GIF格式3.1.2数据格式●GraphicsInterc33JPEG格式3.1.2数据格式●JointPhotographicExpertsGroup，联合专家小组开发，用于彩色图像的存储和网络传送●使用要点(1)用于保存表现自然景观的图像(2)用于网络传送(3)不适于表现有明显边界的图形(4)不适用于高质量印刷文件●特点(1)扩展名采用“.jpg”(2)采用有损压缩编码形式，数据量小(3)彩色模式:232(真彩色)(4)经解压缩，方可显示图像，显示速度慢JPEG格式3.1.2数据格式●JointPhotogra34单色图像描述3.1.3●单色图像——色族单一的图像，但并非只有一种颜色的图像单色图像“二值”图像只有黑、白两色简单形式“灰度”图像具有256级灰度复杂形式单色图像用途●简单形式：文本显示、木刻、版画效果的图像●复杂形式：书籍用图片、报纸用图片●TGA、JPG、TIF、PCX等单色图像格式单色图像描述3.1.3●单色图像——色族单一的图像，但35彩色图像描述3.1.4●

RGB——红、绿、蓝

R

G

BR

G

BR数组—8bit表示(256阶梯)G数组—8bit表示(256阶梯)B数组—8bit表示(256阶梯)最大表示：28×28×28=224=16777216(16.7M)彩色图像描述3.1.4●RGB——红、绿、蓝36彩色图像描述3.1.4●

CMYK青、品红、黄、黑C

KM

YC

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YKC数组—8bit表示(256阶梯)M数组—8bit表示(256阶梯)Y数组—8bit表示(256阶梯)K数组—8bit表示(256阶梯)最大表示：28×28×28×28=232=4294967296(4294M)彩色图像描述3.1.4●CMYK青、品红、黄、黑37动态图像文件3.2动态图像由多幅连续的图像序列构成，图像沿时间轴以Δt的间隔排列。当Δt≤视觉滞留时间时，就会产生动感。动态图像的数据量非常大，通常采用压缩代码存储。●动态原理●动态图像的特点1)具有时间上的连续性。2)具有时间上的延续性。3)具有帧之间的相关性。4)具有强烈的实时性。组合位图数据调色盘数据速度参数压缩算法●

动态图像文件构成动态图像文件3.2动态图像由多幅连续的图像序列构●动态原理38动态图像的技术参数●

帧速度——帧的切换速度[1]NTSC制30Frame/s[2]PAL制25Frame/s●●

数据量相关因素：[1]画面几何尺寸。[2]颜色数量。[3]采用的压缩算法。●

图像质量相关因素——位图的颜色与分辨率，过分的数据压缩将影响图像质量。Frame1#Frame2#……动态图像的技术参数●帧速度●●数据量●图像质量Fram39视频模拟描述3.2.1视频模拟信号——采用模拟方式记录的视频信号，常采用磁介质储存。●

优点：成本低、图像还原好、易于携带。●

缺点：随着时间的推移，信号强度逐渐衰减，质量下降、色彩失真。3.2.2视频数字描述●

视频数字信号——采用数字方式描述的信号，可模/数互相转换。1)播放速度为每秒25帧。2)具有逆向性，可倒序播放。3)保存时间长，可无失真复制，无信号衰减问题。4)可利用计算机制作特殊效果，如三维动画、变形动画等。5)可以采用成本低、容量大的激光盘存储介质。6)如果需要，可以把数字信号转换成模拟信号，记录在录像带上。●

特点视频模拟描述3.2.1视频模拟信号——采用模拟方式记录的40AVI文件描述3.2.3AVI(AudioVideoInterleave)音频视频交互●AVI格式的文件不需要专门的硬件支持就能播放和存储，可把视频信号和音频信号同时保存在文件中。●采用320×240的显示尺寸，扩展名为“.avi”。●利用视频编辑软件，可以进行剪辑、合成、配解说词等多种编辑。●PowerPoint可以播放AVI视频图像。利用高级程序设计语言，可定义、调用和播放AVI视频文件。AVI文件描述3.2.3AVI(AudioVideoI41FLI/FLC文件描述3.2.4●FLI和FLC是英文Flicks的不同缩写形式，意为“电影”。●Autodesk公司开发的文件格式，用于存储一组位图图像。FLI格式——早期动画文件格式，扩展名为“.fli”。FLC格式——现用动画文件格式，扩展名为“.flc”。●FLC格式采用帧与帧之间求差的算法以及运算长度压缩算法进行数据的压缩和解压缩。FLC格式的动画●特点：画面尺寸随意、数据量小、实时性好、动画演播平稳等。FLC格式不支持同步声音。FLI/FLC文件描述3.2.4●FLI和FLC是英文Fl42其他文件描述3.2.5SWF文件由Flash软件产生，主要用于国际互联网。该文件可记录矢量动画、帧动画和声音。画面尺寸随意，但受到网络带宽的影响，通常采用较小画面，以便减少数据量，提高网络传输速度。1．SWF格式动画文件3．EXE格式可执行文件Flash软件可产生该文件格式，用来记录动画，可不借助播放器进行播放，非常方便。其实，Flash动画制作软件在生成EXE格式的动画时，已经把播放器以及各种软件环境都集成在该格式的动画文件中，其数据量比单纯的动画大一些。可记录多帧画面。特点：数据量小、易于制作，广泛用于国际互联网，不能承载声音。2．GIF格式动画文件其他文件描述3.2.5SWF文件由Flash软件